Детектирование АМ сигналов.
Детектирование колебаний – это выделение сигнала, несущее в себе передаваемое сообщение, которое в неявном виде содержится в модулированном колебании. При детектировании спектр сигнала сдвигается в область низких частот. Преобразование спектра осуществляется нелинейным элементом. Схема детектора амплитудно-модулированных сигналов приведена на рис.6.1.1
Рис.6.1.1.
При амплитудном детектировании выделяется огибающая модулированного сигнала. Преобразование частотного спектра осуществляется нелинейным элементом и фильтром нижних частот ФНЧ. В качестве нелинейного элемента применяют полупроводниковый диод.
рис.6.1.1
Рис.6.1.1
На выходе детектора выделяется напряжение с низкочастотным спектром передаваемого сообщения U0m m , где = Uom m-амплитуда напряжения низкой частоты. Вольтамперная характеристика полупроводникового диода приведена на рис.6.1.2. Она имеет два характерных участка: нелинейный до 0.3в и линейный в пределах от 0.5 в. В пределах этих участков процессы детектирования будут различаться.
Рис.6.1.2. При малой амплитуде сигнала (до 0.3в) на входе детектора работа происходит на нелинейном участке ВА характеристики с квадратичной зависимостью . Ток через диод определяется как сумма составляющих:
i(t)=i0+ U(t) + (t)+ …,
где U(t)=E(t) –мгновенное значение высокочастотного сигнала, амплитуда которого E(t) модулирована по закону передаваемого сообщения. Тогда i(t) i(t)= + E(t) t + + (t) + … Постоянная составляющая i0 (ток покоя) и высокочастотные составляющие и 2 отфильтровываются в цепи нагрузки. Информация содержится в низкочастотном слагаемом: Iнч = (t) Составляющая тока iнч пропорциональна квадрату амплитуды входного напряжения. При малых амплитудах (U 0,1 0,2 В) детектирование является квадратичным. Напряжение на нагрузке Rн равно Uвых(t)=iнчRн, а, следовательно, напряжение на нагрузке пропорционально квадрату амплитуды входного сигнала E(t). При детектировании сигналов с большими амплитудами (0.5 1 В) схема работает с отсечкой тока, т.е. ток через диод протекает меньше чем половина периода входного сигнала. При достаточно больших значениях и Сн конденсатор не успевает разрядиться за половину периода входного сигнала и время протекания тока через диод составляет часть полупериода, который называется понятием двойного угла отсечки 2 . В этом случае напряжение на конденсаторе есть выпрямленное напряжение U= = Um .. Связь между величиной выходного сигнала и амплитудой на входе детектора Е(t)=Um линейна. Такой вид детектирования называется линейным, вольтамперная характеристика диода представляется кусочно-ломанной линией рис.6.1.3.
Рис.6.1.3
Основными параметрами диодного детектора являются : 1.коэффициент передачи детектора - Кд ; 2. входное сопротивление детектора - Rвх ; 3.коэффициент нелинейных искажений – Кнел. Коэффициент передачи детектора Кд есть отношение постоянной составляющей напряжения на выходе детектора = к амплитуде входного напряжения для немодулированного сигнала Um Кд= Коэффициент передачи детектора для модулированного колебания есть отношение амплитуды напряжения низкой частоты на выходе детектора к приращению амплитуды входного сигнала m Кд= Входное сопротивление детектора – это влияние схемы детектора на источник входного напряжения. Входным сопротивлением называется отношение амплитуды напряжения на входе детектора к амплитуде первой гармоники выпрямленного тока , которая содержится в выходном импульсе тока. Rвх= Напряжение на входе детектора приводит к появлению несинусоидального тока в виде импульсов одной полярности. В спектре этого тока содержится постоянная составляющая, составляющая несущей частоты и ее гармоники. При протекании тока через контур, обладающий резонансными свойствами, на контуре создается падение напряжения составляющей тока несущей частоты (для постоянной составляющей и высших гармоник сопротивление контура равно 0). Влияние входного сопротивления детектора проявляется в изменении затухания колебательного контура последнего каскада УПЧ, что приводит к изменению полосы пропускания всего УПЧ.
Детекторная характеристика определяет связь выпрямленного тока I= и амплитуды ВЧ напряжения на входе детектора. Детекторная характеристика зависит от величины сопротивления нагрузки Rн. При КЗ детектора (R1=0) детекторная характеристика существенно нелинейна. При больших R=R3 характеристика почти линейна, что свидетельствует о пропорциональности между и амплитудой ВЧ напряжения. Нелинейность уменьшается с увеличением R рис.6.1.4.
Рис.6.1.4. Нелинейные искажения обусловлены нелинейностью детекторной характеристики. При подаче на вход детектора АМ-колебания на выходе детектора помимо полезной составляющей имеются высшие гармоники 2 , 3 , постоянная составляющая, составляющие гармоник ВЧ сигнала , 2 , 3 . Высокочастотные составляющие отфильтровываются. Нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейности 100%
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (556)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |